CN113898359A - 隧道掘进机及掘进机用辅助开挖装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及附带钻进或者截割工具的掘进设备领域，特别涉及隧道掘进机及掘进机用辅助开挖装置。掘进机用辅助开挖装置包括安装座、破碎装置、摆臂驱动机构，摆臂上设有球铰结构，摆臂通过球铰结构安装在安装座上；导向座用于对摆臂进行导向，在摆臂驱动机构对摆臂施加作用力使摆臂活动时，摆臂在导向座的导向作用下相对导向座往复摆动。本发明的掘进机用辅助开挖装置设置有导向座，通过导向座可以对摆臂进行导向，在摆臂驱动机构驱动摆臂活动时，摆臂在导向座的引导作用下不容易晃动，稳定性更好，降低了对摆臂驱动机构的要求，解决了目前的掘进机用辅助开挖装置的破碎头稳定性较差的技术问题。

Description

隧道掘进机及掘进机用辅助开挖装置

技术领域

本发明涉及附带钻进或者截割工具的掘进设备领域，特别涉及隧道掘进机及掘进机用辅助开挖装置。

背景技术

圆形断面隧道一般是采用带整个圆形刀盘的掘进机即可开挖整个断面，刀盘绕中心轴旋转开挖扫过的面积即是圆形隧道横截面，而针对矩形断面、马蹄形断面或其他异形断面（非圆断面）隧道，常常采用带有多个圆形刀盘的非圆隧道掘进机开挖隧道断面。由于多刀盘开挖扫过的面积往往不能覆盖整个隧道断面，多刀盘组合的开挖率一般为88%~90%，其中多刀盘组合开挖无法覆盖到的区域便是刀盘开挖盲区，开挖盲区对掘进机的推进速度影响较大。对于软土底层，可以通过盾体周向边缘的切刀进行处理周边盲区，但是对于上软下硬、局部基岩、基岩凸起、全断面硬岩等含硬岩地层，容易使刀盘的磨损加快、掘进机掘进方向偏移，甚至出现无法前进的现象。

申请公布号为CN112523761A的中国专利申请公开了一种掘进机用辅助开挖装置，包括破碎装置和扫除驱动机构，破碎装置包括装置基座和破碎头，装置基座活动装配在安装座上，其公开的一种实施方式中，装置基座安装在安装座上，通过多个调整驱动油缸驱动破碎头活动。其中装置基座即摆臂，由于破碎头在工作时需要承受一定的作用力，在破碎头活动过程中，依靠驱动油缸保持破碎头运动轨迹难度较大，破碎头的稳定性较差，并且驱动油缸受力复杂，容易损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种掘进机用辅助开挖装置，用于解决目前的掘进机用辅助开挖装置的破碎头稳定性较差的技术问题；另外，本发明的目的还在于提供过一种使用上述掘进机用辅助开挖装置的隧道掘进机，用于提高隧道掘进机的稳定性。

本发明的掘进机用辅助开挖装置采用如下技术方案：

掘进机用辅助开挖装置包括：

安装座，用于安装在掘进机的机架上；

破碎装置，包括摆臂、转动配置在摆臂上的破碎头、驱动破碎头自转的驱动装置；

摆臂驱动机构，用于在破碎头由驱动装置驱动工作时，对摆臂施加作用力使摆臂活动，以改变破碎头的位置扫除开挖盲区；

所述摆臂上设有球铰结构，摆臂通过球铰结构安装在安装座上；

导向座，用于对摆臂进行导向，在摆臂驱动机构对摆臂施加作用力使摆臂活动时，摆臂在导向座的导向作用下相对导向座往复摆动。

有益效果：本发明的掘进机用辅助开挖装置中摆臂安装在安装座上，方便安装调整，另外增加导向座可以对摆臂进行导向，在摆臂驱动机构驱动摆臂活动时，摆臂在导向座的引导作用下不容易晃动，稳定性更好，降低了对摆臂驱动机构的要求，解决了目前的掘进机用辅助开挖装置的破碎头稳定性较差的技术问题。

进一步的，所述摆臂处于破碎头的后侧，摆臂的后端与导向座导向配合，摆臂的球铰结构处于破碎头的后侧且处于导向座的前侧。便于摆臂的安装。

进一步的，所述掘进机用辅助开挖装置还包括用于调整导向座姿态的导向座调整结构，导向座调整结构通过调整导向座的姿态调整摆臂的活动路径。导向座调整结构可实现导向座绕前方球铰球心转动，从而调整前方铣挖头切削掌子面区域，同时决定了掌子面是否进行超挖。

进一步的，所述导向座调整结构包括调整座，调整座具有调整面，导向座或者安装座上设有与调整面贴合的贴合面，导向座与调整座可拆固定，通过改变调整面的姿态调整导向座的姿态。可以通过更换调整座或者改变调整座上调整面的姿态调整导向座，调整面与贴合面贴合，稳定性更高。

导向座调整结构的另外一种形式是：所述导向座调整结构包括导向座驱动机构，所述导向座驱动机构通过带动导向座运动改变导向座的姿态。导向座驱动机构调节起来较为方便，调节效率高。

进一步的，所述导向座驱动机构为伸缩驱动缸，伸缩驱动缸的缸体铰接在安装座上，伸缩驱动缸的活塞杆与导向座铰接。伸缩驱动缸结构简单，便于调节控制。

进一步的，掘进机用辅助开挖装置具有所述导向座驱动机构和摆臂驱动机构同时工作的调整扫除工作状态。调整扫除工作状态时辅助开挖装置的开挖效率较高，覆盖面积较大。

另外，掘进机用辅助开挖装置具有在导向座驱动机构调整到位后，导向座驱动机构停止工作摆臂驱动机构开启工作的扫除工作状态。开挖装置工作更稳定，适合进行超挖作业。

进一步的，所述导向座驱动机构带动导向座绕球铰结构的球心做圆弧运动。有利于导向座与摆臂保持较高的导向精度。

进一步的，所述导向座上设有导向槽，所述摆臂伸入导向槽内并与导向槽导向配合。导向槽结构较为简单，与摆臂配合较为稳定。

进一步的，所述导向槽为弧形槽。与摆臂的运动轨迹较为相符，便于装配。

进一步的，所述破碎装置包括连接破碎头与驱动装置的破碎杆，破碎头连接在破碎杆的前端，破碎杆上或者破碎杆外围设置有用于自后向前输送渣土以实现向前排渣的螺旋排渣结构，所述破碎头上的破碎刀呈螺旋形布置以能够向后排渣。提高破碎刀的切削效率，同时减少在后端的渣土堆积。

进一步的，破碎头后侧固定有外套筒，外套筒处于破碎杆外围，外套筒的后端转动套装在摆臂上，所述螺旋排渣结构设置在外套筒上。方便螺旋排查结构的加工。

本发明隧道掘进机的技术方案：

隧道掘进机，包括机架、掘进刀盘和掘进机用辅助开挖装置，掘进机用辅助开挖装置包括：

安装座，用于安装在掘进机的机架上；

破碎装置，包括摆臂、转动配置在摆臂上的破碎头、驱动破碎头自转的驱动装置；

摆臂驱动机构，用于在破碎头由驱动装置驱动工作时，对摆臂施加作用力使摆臂活动，以改变破碎头的位置扫除开挖盲区；

所述摆臂上设有球铰结构，摆臂通过球铰结构安装在安装座上；

导向座，用于对摆臂进行导向，在摆臂驱动机构对摆臂施加作用力使摆臂活动时，摆臂在导向座的导向作用下相对导向座往复摆动。

有益效果：本发明的掘进机用辅助开挖装置中摆臂安装在安装座上，方便安装调整，另外增加导向座可以对摆臂进行导向，在摆臂驱动机构驱动摆臂活动时，摆臂在导向座的引导作用下不容易晃动，稳定性更好，进而提高了掘进机的稳定性。

进一步的，所述摆臂处于破碎头的后侧，摆臂的后端与导向座导向配合，摆臂的球铰结构处于破碎头的后侧且处于导向座的前侧。便于摆臂的安装。

进一步的，所述掘进机用辅助开挖装置还包括用于调整导向座姿态的导向座调整结构，导向座调整结构通过调整导向座的姿态调整摆臂的活动路径。导向座调整结构可实现导向座绕前方球铰球心转动，从而调整前方铣挖头切削掌子面区域，同时决定了掌子面是否进行超挖。

进一步的，所述导向座调整结构包括调整座，调整座具有调整面，导向座或者安装座上设有与调整面贴合的贴合面，导向座与调整座可拆固定，通过改变调整面的姿态调整导向座的姿态。可以通过更换调整座或者改变调整座上调整面的姿态调整导向座，调整面与贴合面贴合，稳定性更高。

导向座调整结构的另外一种形式是：所述导向座调整结构包括导向座驱动机构，所述导向座驱动机构通过带动导向座运动改变导向座的姿态。导向座驱动机构调节起来较为方便，调节效率高。

进一步的，所述导向座驱动机构为伸缩驱动缸，伸缩驱动缸的缸体铰接在安装座上，伸缩驱动缸的活塞杆与导向座铰接。伸缩驱动缸结构简单，便于调节控制。

进一步的，掘进机用辅助开挖装置具有所述导向座驱动机构和摆臂驱动机构同时工作的调整扫除工作状态。调整扫除工作状态时辅助开挖装置的开挖效率较高，覆盖面积较大。

另外，掘进机用辅助开挖装置具有在导向座驱动机构调整到位后，导向座驱动机构停止工作摆臂驱动机构开启工作的扫除工作状态。开挖装置工作更稳定，适合进行超挖作业。

进一步的，所述导向座驱动机构带动导向座绕球铰结构的球心做圆弧运动。有利于导向座与摆臂保持较高的导向精度。

进一步的，所述导向座上设有导向槽，所述摆臂伸入导向槽内并与导向槽导向配合。导向槽结构较为简单，与摆臂配合较为稳定。

进一步的，所述导向槽为弧形槽。与摆臂的运动轨迹较为相符，便于装配。

进一步的，所述破碎装置包括连接破碎头与驱动装置的破碎杆，破碎头连接在破碎杆的前端，破碎杆上或者破碎杆外围设置有用于自后向前输送渣土以实现向前排渣的螺旋排渣结构，所述破碎头上的破碎刀呈螺旋形布置以能够向后排渣。提高破碎刀的切削效率，同时减少在后端的渣土堆积。

进一步的，破碎头后侧固定有外套筒，外套筒处于破碎杆外围，外套筒的后端转动套装在摆臂上，所述螺旋排渣结构设置在外套筒上。方便螺旋排查结构的加工。

附图说明

图1是本发明隧道掘进机具体实施例1中的结构示意图；

图2是本发明隧道掘进机具体实施例1中掘进机用辅助开挖装置的结构示意图；

图3是本发明隧道掘进机具体实施例1中掘进机用辅助开挖装置安装后的剖视图；

图4是本发明隧道掘进机具体实施例1中掘进机用辅助开挖装置的正向示意图；

图5是本发明隧道掘进机具体实施例1中掘进机用辅助开挖装置的开挖路径示意图（箭头表示破碎头可以移动的方向）；

图6是本发明隧道掘进机具体实施例2中掘进机用辅助开挖装置的结构示意图；

图7是本发明隧道掘进机具体实施例2中掘进机用辅助开挖装置安装后的剖视图；

图8是本发明隧道掘进机具体实施例2中掘进机用辅助开挖装置的调整座的结构示意图；

图1至图5中：11、掘进机隔板；111、排渣口；2、掘进刀盘；3、掘进机用辅助开挖装置；31、安装座；311、支撑筒；32、破碎装置；321、摆臂；3211、连接臂；3212、球铰体；322、破碎头；3221、头部破碎刀；323、外套筒；324、螺旋排渣叶片；325、内套筒；33、调整驱动缸；34、导向座；341、导向槽；35、伸缩驱动缸；

图6至图8中：31、安装座；33、摆臂驱动缸；34、导向座；36、调整座；361、调整面。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明隧道掘进机的具体实施例1：

本发明隧道掘进机为非圆形隧道掘进机，应用于矩形断面、马蹄形断面或其他异形断面（非圆断面）隧道的开挖。

如图1至图5所示，非圆形隧道掘进机包括机架、掘进刀盘2和掘进机用辅助开挖装置3，掘进机用辅助开挖装置3包括安装在机架上的安装座31、破碎装置32、摆臂驱动机构。机架包括设置在掘进刀盘2后侧的掘进机隔板11。安装座31固定在掘进机隔板11上。

破碎装置32包括摆臂321、转动配置在摆臂321上的破碎头322、驱动破碎头322自转的驱动装置、连接破碎头322与驱动装置的破碎杆。驱动装置处于破碎头322的后侧，破碎杆前后延伸。

摆臂321球铰装配在安装座31上，摆臂321包括前后布置的球铰体3212、连接臂3211，球铰体3212和连接臂3211固定连接，球铰体3212通过螺栓固定有内套筒325。本实施例中，球铰体3212为空心结构，球铰体3212构成设置在摆臂上的球铰结构。驱动装置为驱动电机，固定在设置在内套筒325内。其他实施例中，球铰结构可以是实心的球头、关节轴承等其他现有技术中成熟的球铰结构形式。

破碎头322用于破碎掘进机的开挖盲区，破碎头322上设置有头部破碎刀3221，本实施例中，破碎头322为截割头，头部破碎刀3221为头部截割刀。通过截断刀对掘进机的开挖盲区进行破碎，破碎效率较高。破碎头322后侧固定有外套筒323，外套筒323处于内套筒325外围，外套筒323的后端转动套装在内套筒325上。本实施例中，外套筒323前端与破碎头322焊接固定，外套筒323后端与内套筒325之间设置有轴承，外套筒323通过轴承转动装配在内套筒325上。外套筒323的后端设置有密封板，通过密封板封住外套筒323的后端与内套筒325之间的间隔，防止外套筒内进入杂物。

外套筒323上设有用于自后向前输送渣土以实现向前排渣的螺旋排渣结构。螺旋排渣结构包括固定在外套筒323表面的螺旋排渣叶片324，螺旋排渣叶片324自后向前呈螺旋状布置。破碎头322上的头部破碎刀3221呈螺旋形布置以能够向后排渣，破碎头322将切削下来的渣土向后排，有利于提高切削效率，同时螺旋排渣叶片324用于向前排渣，避免后侧渣土堆积。通过螺旋排渣叶片324向前排渣，破碎头322向后排渣，向前输送的渣土与向后输送的渣土在破碎头322与外套筒连接处相遇，向四周分散移动，能够加快向排渣口的运动，最终通过掘进机隔板11上的排渣口111排出。

破碎杆前端与破碎头322固定，后端与驱动装置的输出轴固定连接。破碎杆转动装配在内套筒325内。本实施例中，破碎杆与内套筒325之间设置有轴承，保证破碎杆与内套筒325的装配精度，同时也使破碎杆能够相对内套筒325流畅转动。

摆臂驱动机构用于在破碎头322由驱动装置驱动工作时对摆臂321施加作用力使摆臂321活动，以改变破碎头322的位置扫除开挖盲区。

本实施例中，摆臂驱动机构包括摆臂驱动缸33，摆臂驱动缸33的活塞杆与摆臂321的连接臂3211铰接，摆臂驱动缸伸缩带动摆臂321活动，进而改变破碎头322的位置。

在切削盲区过程中，破碎头322一边移动一边切削，如果仅依靠摆臂驱动机构保持破碎头322的姿态的稳定性会较差，对摆臂驱动缸33的要求较高，为了提高破碎头322的稳定性同时降低对摆臂驱动缸33的要求，本发明的掘进机用辅助开挖装置3包括导向座34，导向座34具有弧形的导向槽341，摆臂321的后端伸入导向槽341内并与导向槽341导向滑动配合，摆臂321相对导向槽341往复摆动。在导向槽341的导向作用下，摆臂321的自由度减少，摆臂驱动缸33只需要驱动摆臂321沿导向槽341滑动即可，破碎头322运行更稳定。摆臂321往复摆动过程中，以球铰体3212的球心为摆动中心。

为了增大破碎头322的活动范围，本实施例中，掘进机用辅助开挖装置3还包括用于调整导向座34姿态的导向座调整结构，导向座调整结构通过调整导向座34的姿态调整摆臂321的活动路径。

导向座调整结构包括伸缩驱动缸35，伸缩驱动缸35的缸体铰接在安装座上，伸缩驱动缸35的活塞杆与导向座34铰接，伸缩驱动缸35通过伸缩使导向座34绕球铰体3212的球心活动。伸缩驱动缸35通过带动导向座34运动改变导向座34的姿态。本发明中，导向座姿态的变化并不限于上述给出的导向座绕某点摆动的情况，在一些场合下，比如导向座对摆臂导向精度较低的场合，导向座姿态的变化也包括导向座平移运动的位置变化。

伸缩驱动缸35的活塞杆与导向座34的铰接轴线垂直于伸缩驱动缸35的缸体与安装座的铰接轴线，以便于对导向座34姿态的控制。本实施例中，伸缩驱动缸35设置两个，两个伸缩驱动缸的缸体与安装座的铰接轴线重合，两个伸缩驱动缸的活塞杆与导向座的铰接轴线平行间隔设置。两个伸缩驱动缸35分别设置在导向座34的左右两侧，两个伸缩驱动缸35托住导向座34。本实施例中的伸缩驱动缸35构成导向座驱动机构，其他实施例中，带动导向座运动的导向座驱动机构还可以是电动推杆。

通过伸缩驱动缸35带动导向座34绕球铰体3212的球心活动，导向座34活动后，由于摆臂321安装在安装座31上，破碎头322的活动范围也会有相应的变化，能够增大破碎头322的活动范围，实现对盲区的全方位扫除。

本实施例中，摆臂驱动缸33一端连接在摆臂321上，另一端连接在导向座34上。摆臂驱动缸33的活塞杆铰接在摆臂321上，缸体铰接在导向座34上。本实施例中摆臂驱动缸33和伸缩驱动缸35均为液压缸。

安装座31安装在掘进机隔板11背向掘进刀盘2的一侧，安装座31包括用于设置在掘进机隔板11背向掘进刀盘2一侧的支撑筒311，摆臂321活动装配在支撑筒311上，本实施例中，支撑筒311焊接固定在挖掘机隔板11上。

支撑筒311前后延伸，支撑筒311前端固定在掘进机隔板11上，摆臂321安装在支撑筒311的后端。本实施例中支撑筒311的左右两个侧壁从后至前逐渐远离，上下两个侧壁平行，以使支撑筒311用于远离掘进机隔板11一端的开口小于用于靠近掘进机隔板11一端的开口，增大了破碎头322的活动范围，方便破碎头322的操作。

为了保证密封，支撑筒311的后端开口封闭。支撑筒311的后端固定有固定板和固定在固定板上的球铰座，固定板、球铰座和破碎装置将支撑筒的后端开口堵住。球铰座包括前后分体设置的前座体和后座体，前座体与后座体通过螺栓固定。球铰体3212与球铰座适配，球铰体3212外周面呈球形，并且摆臂321与球铰座动密封配合。

由于支撑筒311设置在掘进机隔板11的后侧，使用时破碎杆处于支撑筒311内活动，这样可以不增大土仓前后方向的尺寸，进而不增大掘进刀盘2后侧转轴的长度，也就不会使掘进刀盘2向前过度悬伸，降低对掘进刀盘2转轴的强度要求。螺旋排渣结构向前排渣，能够减少渣土进入支撑筒内影响破碎头322的摆动。

掘进机隔板11上排渣口111设置三个，其中处于中间的排渣口111的左右两侧均设置有掘进机用辅助开挖装置3。通过两侧的掘进机用辅助开挖装置3，可以将排渣口111左右两侧的渣土挤向排渣口111排出。

本实施例中掘进机为土压平衡掘进机，掘进机隔板11前侧为土仓，掘进机隔板11形成土仓的后侧板。其他实施例中，掘进机也可以采用泥水平衡掘进机，其中掘进机隔板前侧为泥水仓，掘进机隔板形成泥水仓的后侧板。

截断头布置在掘进刀盘2后侧，布置在掘进机刀盘的开挖盲区处，掘进刀盘2安装有滚刀可适用于硬岩地层。

本实施例中的掘进机用辅助开挖装置3具有两个工作状态，其中，一个是伸缩驱动缸35和摆臂驱动缸33同时工作的调整扫除工作状态，另一个是在伸缩驱动缸35调整到位后，伸缩驱动缸35停止工作摆臂驱动缸33开启工作的扫除工作状态。

如图5所示，在掘进机掘进过程中，掘进刀盘2自转进行掌子面的开挖作业。对于盲区区域的开挖，破碎头322自身旋转进行切削岩土作业，同时，通过摆臂驱动缸33和伸缩驱动缸35实现破碎头322左右和上下切削。需要超挖作业时，先利用伸缩驱动缸35调节破碎头322的超挖量，再利用摆臂驱动缸33伸缩功能带动破碎头322左右摆动，进而实现盲区区域的整体超挖。本实施例中仅仅对破碎头322的开挖路径举例说明，根据实际情况，通过液压控制，实现多种路线进行开挖。

本发明隧道掘进机的具体实施例2，与上述实施例的区别仅在于：

本实施例中，掘进机内空间有限，无法布置伸缩驱动缸。如图6至图8所示，本实施例中，摆臂驱动缸33处于导向座34的前侧。导向座调整结构包括调整座36，调整座36具有调整面361，导向座34上设有与调整面贴合的贴合面，通过改变调整座36的调整面361的姿态调整导向座34的姿态。调整座36与安装座31、导向座34均固定。本实施例中，调整面361为斜面，通过更换调整座36，改变调整座36上调整面361的倾斜角度，可以调整导向座34的姿态。为了便于调整导向座的姿态，调整座与安装座、导向座之间采用螺栓连接，螺栓连接便于调整座拆卸。本实施例中，调整面361仅设置一个，其他实施例中，调整面可以设置两个，两个调整面分别与安装座和导向座贴合，更换调整座时，可以改变两个调整面的姿态对导向座的姿态进行调整。

其他实施例中，导向座可以与安装座固定连接，此时不需要导向座调整结构。

本发明隧道掘进机的具体实施例3，与上述实施例的区别仅在于：本实施例中，活塞杆与导向座的铰接轴线没有垂直于缸体与安装座的铰接轴线，两个铰接轴线之间的夹角小于90度大于0度。

本发明隧道掘进机的具体实施例4，与上述实施例的区别仅在于：本实施例中，掘进机用辅助开挖装置仅具有导向座驱动机构和摆臂驱动机构同时工作的调整扫除工作状态。同理，辅助开挖装置也可以仅具有扫除工作状态。其他实施例中，摆臂驱动机构还可以采用电推杆、连杆机构、齿轮齿条机构等。

本发明隧道掘进机的具体实施例5，上述实施例中导向座驱动机构带动导向座绕球铰结构的球心做圆弧运动，本实施例与上述实施例的区别仅在于：导向座驱动机构带动导向座直线运动，此时导向座上的导向槽与摆臂之间应当允许一定角度的摆动。

本发明隧道掘进机的具体实施例6，上述实施例中导向座上设置导向槽，通过导向槽对摆臂导向，本实施例与上述实施例的区别仅在于：导向座上设置有导向条，摆臂上设置与导向条适配的滑槽。

本发明隧道掘进机的具体实施例7，上述螺旋排渣结构为螺旋叶片，本实施例与上述实施例的区别仅在于：本实施例中螺旋排渣结构为螺旋槽。其他实施例中，螺旋排渣结构也可以由螺旋布置的破碎刀形成。其他实施例中，外套筒还可以取消设置螺旋排查结构，此时外套筒外周面为圆柱面。

其他实施例中，破碎头可以为滚筒状，或者为球头，球头外设置破碎齿。

其他实施例中，导向座驱动机构还可以采用齿轮齿条机构。

其他实施例中，导向座可以设置在球铰结构的前侧；导向座与球铰结构也可以上下布置，此时需要在球铰结构处设置与导向座配合的导向臂。

其他实施例中，导向座对摆臂的导向方式并不限于左右摆动，导向座的调整方式也不限于俯仰调节，根据实际的需求，导向座对摆臂的导向方式和导向座的调整方式可以是任意形式的组合，比如导向座对摆臂俯仰运动导向，通过导向座调节结构对导向座调整以使摆臂能够左右运动，甚至摆臂按照设定的轨迹摆动可以使破碎头的轨迹呈圆形、方形、椭圆形等任意形状。

其他实施例中，辅助开挖装置的安装座由掘进机机架的一部分构成，安装时辅助开挖装置直接安装在掘进机的机架上。

本发明掘进机用辅助开挖装置的具体实施例，本实施例中的掘进机辅助开挖装置与上述任意具体实施例中所述的掘进机辅助开挖装置结构相同，不再赘述。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (14)

1.掘进机用辅助开挖装置，包括：

安装座（31），用于安装在掘进机的机架上；

破碎装置（32），包括摆臂（321）、转动配置在摆臂（321）上的破碎头（322）、驱动破碎头（322）自转的驱动装置；

摆臂驱动机构，用于在破碎头（322）由驱动装置驱动工作时，对摆臂（321）施加作用力使摆臂（321）活动，以改变破碎头（322）的位置扫除开挖盲区；

所述摆臂（321）上设有球铰结构，摆臂（321）通过球铰结构安装在安装座（31）上；

其特征在于，掘进机用辅助开挖装置还包括：

导向座（34），用于对摆臂（321）进行导向，在摆臂驱动机构对摆臂（321）施加作用力使摆臂（321）活动时，摆臂（321）在导向座（34）的导向作用下相对导向座（34）往复摆动。

2.根据权利要求1所述的掘进机用辅助开挖装置，其特征在于，所述摆臂（321）处于破碎头（322）的后侧，摆臂（321）的后端与导向座（34）导向配合，摆臂（321）的球铰结构处于破碎头（322）的后侧且处于导向座（34）的前侧。

3.根据权利要求1所述的掘进机用辅助开挖装置，其特征在于，所述掘进机用辅助开挖装置还包括用于调整导向座（34）姿态的导向座调整结构，导向座调整结构通过调整导向座（34）的姿态调整摆臂（321）的活动路径。

4.根据权利要求3所述的掘进机用辅助开挖装置，其特征在于，所述导向座调整结构包括调整座（36），调整座（36）具有调整面（361），导向座（34）或者安装座（31）上设有与调整面（361）贴合的贴合面，导向座（34）与调整座（36）可拆固定，通过改变调整面（361）的姿态调整导向座（34）的姿态。

5.根据权利要求3所述的掘进机用辅助开挖装置，其特征在于，所述导向座调整结构包括导向座驱动机构，所述导向座驱动机构通过带动导向座（34）运动改变导向座（34）的姿态。

6.根据权利要求5所述的掘进机用辅助开挖装置，其特征在于，所述导向座驱动机构为伸缩驱动缸（35），伸缩驱动缸（35）的缸体铰接在安装座（31）上，伸缩驱动缸（35）的活塞杆与导向座（34）铰接。

7.根据权利要求5或6所述的掘进机用辅助开挖装置，其特征在于，掘进机用辅助开挖装置具有所述导向座驱动机构和摆臂驱动机构同时工作的调整扫除工作状态。

8.根据权利要求5或6所述的掘进机用辅助开挖装置，其特征在于，掘进机用辅助开挖装置具有在导向座驱动机构调整到位后，导向座驱动机构停止工作摆臂驱动机构开启工作的扫除工作状态。

9.根据权利要求5或6所述的掘进机用辅助开挖装置，其特征在于，所述导向座驱动机构带动导向座（34）绕球铰结构的球心做圆弧运动。

10.根据权利要求1-5任意一项所述的掘进机用辅助开挖装置，其特征在于，所述导向座（34）上设有导向槽（341），所述摆臂（321）伸入导向槽（341）内并与导向槽（341）导向配合。

11.根据权利要求10所述的掘进机用辅助开挖装置，其特征在于，所述导向槽（341）为弧形槽。

12.根据权利要求1-5任意一项所述的掘进机用辅助开挖装置，其特征在于，所述破碎装置（32）包括连接破碎头（322）与驱动装置的破碎杆，破碎头（322）连接在破碎杆的前端，破碎杆上或者破碎杆外围设置有用于自后向前输送渣土以实现向前排渣的螺旋排渣结构，所述破碎头（322）上的破碎刀呈螺旋形布置以能够向后排渣。

13.根据权利要求12所述的掘进机用辅助开挖装置，其特征在于，破碎头（322）后侧固定有外套筒（323），外套筒（323）处于破碎杆外围，外套筒（323）的后端转动套装在摆臂（321）上，所述螺旋排渣结构设置在外套筒（323）上。

14.隧道掘进机，包括机架、掘进刀盘（2）和掘进机用辅助开挖装置（3），其特征在于，掘进机用辅助开挖装置为权利要求1-13中任意一项所述的掘进机用辅助开挖装置。

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